JPH05291676A

JPH05291676A - 光増幅器

Info

Publication number: JPH05291676A
Application number: JP9121892A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Aida; 一夫相田; Koji Masuda; 浩次増田; Seiji Nakagawa; 清司中川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1993-11-05
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JP3368915B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光増幅器の利得を長期に渡り安定させ、かつ励
起光電力の急激な増加による励起ＬＤの長寿命化を図る
ために励起光源の波長を最適波長に制御する回路を提供
する。【構成】光励起による希土類添加ファイバ光増幅器にお
いて、光信号の入出力電力や利得、励起光の電力、ファ
イバ中の励起光損失等を測定する手段を有し、これらの
測定結果から励起光源の波長を算出し、励起光源の波長
が増幅媒体を励起する上で最適な波長となるように励起
光源であるＬＤの動作温度を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光伝送方式や光信号処
理において必要とされる光ファイバ増幅器の構成法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】０.９８μｍ帯励起のエルビウムドープ
光ファイバ（以下ＥＤＦと記す）は低雑音で、しかも小
さな励起電力で高利得が得られることが知られている
が、最適波長から励起波長が変化すると急激に利得が低
下するので、励起光源に対して数ｎｍ程度の波長精度が
要求されていた。

【０００３】このため、励起用半導体ＬＤの発振波長が
ＥＤＦの最適励起波長と一致するようにＥＤＦ光増幅器
を組み立てる時点においてＬＤの動作温度を調整し、そ
の後は温度制御回路によりＬＤの動作温度が初期状態を
保つような制御が行なわれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
制御系では、励起光波長を直接モニタしていないので、
長期間の波長安定性は必ずしも保証されていなかった。
このため、長期の使用にともない利得が低下する恐れが
あった。また、利得一定制御回路が付加されている増幅
器では最適励起波長から外れた所で初期の利得を確保す
るような制御がなされるので励起光電力が急増し、励起
ＬＤの寿命を短くする等の問題があった。

【０００５】本発明は、これらの問題点を解決するた
め、励起光源の波長を希土類添加ファイバの最適励起波
長に制御する回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
を表わすブロック図である。希土類添加ファイバ光増幅
器の利得をモニタする回路、希土類添加ファイバに入射
される励起光電力と出力された励起光電力の検出回路、
励起光の損失の演算回路および、励起光損失、信号利得
および励起光波長を関係づけたテーブル、励起光波長の
制御回路、モニタした信号利得ならびに励起光の損失か
ら励起光波長を逆算する演算回路より構成され、励起光
波長が最適励起波長からずれている場合、励起光の波長
を最適励起波長を目標に制御している。

【０００７】図２は本発明の第２の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器の利得をモニ
タする回路、希土類添加ファイバに入射される励起光電
力と出力された励起光電力の検出回路、励起光の損失の
演算回路および、最適励起波長における励起光損失と信
号利得を関係づけたテーブル、励起光波長の制御回路、
モニタした信号利得から最適励起光の損失を逆算する演
算回路より構成され、励起光損失が最適損失からずれて
いる場合、最適励起損失を目標に励起光波長を制御して
いる。

【０００８】図３は本発明の第３の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器の利得をモニ
タする回路、希土類添加ファイバに入射される励起光電
力と出力された励起光電力の検出回路、励起光の損失の
演算回路および、最適励起波長における励起光損失と信
号利得を関係づけたテーブル、励起光波長の制御回路、
モニタした励起光損失から最適信号利得を逆算する演算
回路より構成され、信号利得が最適利得からずれている
場合、最適利得を目標に励起光波長を制御している。

【０００９】図４は本発明の第４の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器の利得をモニ
タする回路、希土類添加ファイバに入射される励起光電
力と出力された励起光電力の検出回路、励起光の損失の
演算回路および、最適励起波長における励起光損失と信
号利得を関係づけたテーブル、励起光波長の制御回路、
モニタした信号利得から最適励起光の損失を逆算する演
算回路、出力信号電力の安定化回路より構成され、励起
光損失が最適損失からずれている場合、最適励起損失を
目標に励起光波長を制御している。

【００１０】図５は本発明の第５の構成を表わすブロッ
ク図である。入射信号モニタ、励起光損失モニタを設け
ており、入力信号電力が時間的に安定している時に、励
起光の損失が最大となるように励起光の波長を制御して
いる。図６は本発明の第６の構成を表わすブロック図で
ある。利得をモニタする回路、希土類添加ファイバに入
射される励起光電力と出力された励起光電力の検出回
路、励起光の損失の演算回路を有し、利得一定制御が行
なわれ、励起光の損失が最大となるように励起光波長を
制御している。

【００１１】図７は本発明の第７の構成を表わすブロッ
ク図である。図６の構成を基本とし、出力信号電力を適
当な時定数で積分しその時間平均が一定となるように制
御目標利得に帰還をかけるようにしている。図８は本発
明の第８の構成を表わすブロック図である。希土類添加
ファイバ光増幅器への入力信号電力が時間的に安定して
いる時に、同一の励起光電力にたいして利得が最大とな
るように励起光の波長を制御するようにしている。

【００１２】図９は本発明の第９の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器は利得一定制
御が行なわれており、入力信号電力あるいは出力信号電
力が時間的に安定している時に、同一の利得に対して励
起光電力が最小となるように励起光の波長を制御するよ
うにしている。図１０は本発明の第１０の構成を表わす
ブロック図である。最適励起光波長における利得（最適
利得）、入射信号電力（または出力信号電力）および励
起光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるい
は演算部を有し、入射信号電力、信号の利得ならびに励
起光電力の測定系を設けている。テーブルを参照し、信
号電力と励起電力から逆算される最適利得よりも利得が
小さい場合、最適利得を目標に励起光波長を制御してい
る。

【００１３】図１１は本発明の第１１の構成を表わすブ
ロック図である。最適励起光波長における利得（最適利
得）、入射信号電力（または出力信号電力）および励起
光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは
演算部を有し、入射信号電力と出力信号電力、信号利得
の演算回路ならびに励起光電力の測定系を設けて、利得
一定となるように励起光レベルが制御されている。この
とき、テーブルを参照し信号電力と利得から逆算される
最適励起光電力よりも励起光電力が大きい場合、最適励
起光電力を目標に励起光波長を制御している。

【００１４】

【作用】本発明の効果を以下に説明する。希土類添加フ
ァイバを通過する励起光の損失αは、希土類添加ファイ
バ増幅器の利得をＧとすると、信号利得、信号波長およ
び励起波長の関数として α＝Ｆ（信号利得、信号波長、励起波長）（１）表わされる。さらに、具体的には、 α＝exp〔(Log G + α_sL)η_p(σ_p ^a+σ_p ^e)／｛η_s(σ_s ^a+σ_s ^e)｝ -ρη_pσ_p ^aL〕（２） G：信号利得 ρ：エルビウム添加密度 σ_s ^a：信号波長における吸収断面積 σ_s ^e：信号波長における誘導放出断面積 σ_p ^a：励起波長における吸収断面積 σ_p ^e：励起波長における誘導放出断面積 η_s：信号波長のオーバーラップファクタ η_p：励起波長のオーバーラップファクタ α_s：非励起時の微小信号レベルに対するＥＤＦの損失で表わされる。ここで、σ_p ^a、σ_p ^e、η_pは励起波長の
関数となっている。一般的に信号光波長は一定である
ので、損失αは利得Ｇと励起波長λ_pの関数となる。従
って、損失αと利得Ｇをモニタすることにより、式１あ
るいは２を逆算することにより、その時の励起波長を知
ることが出来る。また、利得、励起波長、損失の関係を
テーブルの形で記憶しておくことにより、励起波長を知
ることも出来る。従って、最適励起光波長を目標に励起
光波長を制御することができる。

【００１５】ある利得Ｇに対して、損失αを最大とする
励起波長が最大の励起効率を与える最適波長である（即
ち、励起光が希土類元素に最も効率的に吸収され、希土
類元素を励起状態にする）。従って、利得が一定値に制
御されている場合には、損失αが最大となるように励起
光波長を制御することにより、励起波長を最適波長に固
定することができる。一方、利得Ｇが一定値に制御され
ていない場合には、最適励起光波長において利得と損失
（最適損失）を関係づけるテーブルあるいは計算式によ
り、測定された損失が最適損失よりも小さい場合、最適
損失を目標に励起光波長を制御することにより励起波長
を最適波長に固定することができる。

【００１６】上記のように、損失αは利得Ｇ及び励起波
長の関数となっているが、利得Ｇは入射信号電力の関数
ともなっている。利得一定制御が行なわれていない場合
には入射信号レベルの変化にともない利得Ｇが変動し、
その結果、損失αが変化する。従って、入力信号電力が
時間的に安定している時に、励起光の損失が最大となる
ように励起光の波長を制御し、入力信号電力に時間的変
動がある時は、励起光波長制御動作を停止し停止前の制
御値を保持することで、励起光波長を最適波長に固定す
ることができる。

【００１７】一方、希土類添加ファイバ光増幅器の利得
Ｇは励起光電力Ｐ_p、励起光波長λ_p、入射信号電力Ｐ
_sin（あるいは出力信号電力Ｐ_sout）、信号光波長λ_sの
関数として表わすことができる。最適励起波長において
は、同一の励起光電力に対して最大の利得を与える。入
射信号電力が変わってもこの性質は同じであるが、利得
は変化する。そこで、入力信号電力が時間的に安定して
いる時に、同一の励起光電力にたいして利得が最大とな
るように励起光波長を制御し、入力信号電力に時間的変
動がある時は、励起光波長制御の動作を停止し停止前の
制御値を保持することにより励起光波長を最適波長に固
定することができる。

【００１８】一方、最適励起波長においては、同一の利
得に対しては最小の励起光電力を与える。入射信号電力
が変わってもこの性質は同じであるが、同一の利得を与
える励起光電力は変化する。そこで、入力信号電力ある
いは出力信号電力が時間的に安定している時に、同一の
利得に対して励起光電力が最小となるように励起光波長
を制御し、入力信号電力に時間的変動がある時は、励起
光波長制御の動作を停止し停止前の制御値を保持するこ
とで励起光波長を最適波長に固定することができる。

【００１９】また、最適励起光波長における利得Ｇと励
起光電力Ｐ_p、入射信号電力Ｐ_sin（あるいは出力信号電
力Ｐ_sout）の関係をテーブル形式あるいは関数系として
記憶しておけば、モニタした利得と入射信号電力Ｐ_sin
（あるいは出力信号電力Ｐ_sou _t）から最適励起光電力Ｐ
_pを知ることが出来る。従って、現在の励起光電力が最
適励起電力よりも大きい場合、最適励起電力を目標に励
起光波長を制御することにより励起光波長を最適波長に
固定することができる。

【００２０】次に、本発明の作用を各図面について説明
する。図１の希土類添加ファイバ光増幅器においては、
励起光損失、信号利得および励起光波長を関係づけたテ
ーブルあるいは演算部を有する構成としている。このた
め、モニタした信号利得ならびに励起光の損失から励起
光波長を逆算することが可能となる。従って、励起光波
長が最適励起波長からずれている場合、励起光の波長を
最適励起波長を目標に制御しているので励起光波長を最
適波長に固定することができる。

【００２１】図２の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては、最適励起光波長における励起光損失と信号利得を
関係づけたテーブルあるいは演算部を有する構成として
いる。このため、モニタした信号利得から最適励起光損
失を逆算することが出来る。モニタした損失が最適損失
よりも小さい場合、最適損失を目標に励起光波長を制御
し、励起光波長を最適波長に固定することができる。な
お、本構成に必要とされるテーブルは最適励起光波長に
関するデータだけを収容すればよいので、図１の構成に
必要なテーブルよりも小さく実現が容易である。

【００２２】図３の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては、モニタした励起光損失から最適信号利得を逆算
し、モニタした利得が最適利得よりも小さい場合、最適
利得を目標に励起光波長を制御し、励起光波長を最適波
長に固定している。図４の希土類添加ファイバ光増幅器
においては、図２の構成を基本とし、さらに出力信号モ
ニタ回路の出力をもとに励起光電力に帰還をかけて出力
信号電力を安定化させている。この結果、励起光波長の
制御により出力信号電力が変動することを防止してい
る。

【００２３】図５の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては、入力信号電力が時間的に安定している時に、励起
光の損失が最大となるように励起光の波長を制御するよ
うにしている。このため、テーブルが不用で構成が簡単
となる利点がある。ただし、入力信号電力に時間的変動
がある時は制御を停止する必要があるので、波長制御回
路の動作条件に制限が加えられる。

【００２４】図６の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては利得一定制御の下で、励起光の損失が最大となるよ
うに励起光の波長を制御している。このため、テーブル
が不用となり構成が簡単で、確実な波長制御が実現され
る。図７の希土類添加ファイバ光増幅器は図６の構成を
基本とし、出力信号電力を適当な時定数で積分しその時
間平均が一定となるように制御目標利得に帰還をかける
ようにしている。利得一定制御光増幅器を基本として出
力一定制御光増幅器に機能を拡大している。

【００２５】図８の希土類添加ファイバ光増幅器は入力
信号電力が時間的に安定している時に、同一の励起光電
力にたいして利得が最大となるように励起光の波長を制
御するようにしている。このため、テーブルが不用で構
成が簡単となる利点がある。ただし、入力信号電力に時
間的変動がある時は制御を停止する必要があるので、波
長制御回路の動作条件に制限が加えられる。

【００２６】図９の希土類添加ファイバ光増幅器は利得
一定制御が行なわれており、入力信号電力あるいは出力
信号電力が時間的に安定している時に、同一の利得に対
して励起光電力が最小となるように励起光の波長を制御
するようにしている。このため、テーブルが不用で構成
が簡単となる利点がある。ただし、入力信号電力に時間
的変動がある時は制御を停止する必要があるので、波長
制御回路の動作条件に制限が加えられる。

【００２７】図１０の希土類添加ファイバ光増幅器にお
いては、最適励起光波長における利得（最適利得）、入
射信号電力（または出力信号電力）および励起光電力
（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは演算部
を有している。さらに、入射信号電力または出力信号電
力あるいは両者、信号の利得ならびに励起光電力の測定
系を設けている。従って、テーブルを参照し、信号電力
と励起電力から逆算される最適利得よりも利得が小さい
場合、最適利得を目標に励起光波長を制御することによ
り励起波長を固定することが出来る。

【００２８】図１１の希土類添加ファイバ光増幅器にお
いては、最適励起光波長における利得（最適利得）、入
射信号電力（または出力信号電力）および励起光電力
（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは演算部
を有している。さらに、入射信号電力または出力信号電
力あるいは両者、信号の利得ならびに励起光電力の測定
系を設けている。本構成例においては、利得一定となる
ように励起光レベルを制御する。このとき、テーブルを
参照し信号電力と利得から逆算される最適励起光電力よ
りも励起光電力が大きい場合、最適励起光電力を目標に
励起光波長を制御することにより励起波長を固定するこ
とが出来る。

【００２９】

【実施例】図１２は請求項６、８、１８及び１９に基づ
く希土類添加ファイバ光増幅器の構成例を示す。ＥＤＦ
はコイル状に巻かれその側面に光検出器を設置してい
る。この結果、光検出器の光電流Ｉｐは近似的に自然放出光電力をファイバ長にわたり積分した
値に比例した値となり、利得Ｇの情報を与える。

【００３０】励起光の損失はＥＤＦへ入射された励起光
電力、及び出力された励起光電力をモニタしＣＰＵへ入
力して求めている。励起光源には半導体ＬＤを適用し駆
動電流に帰還をかけて励起光電力を制御し、動作温度を
変えて励起波長を制御する構成としている。外部から利
得設定値を入力し、この値を達成するように励起電力を
調整し利得を一定（ＡＧＣ制御）にする。ただし、励起
光波長が大幅にずれていると励起光電力には限界がある
のでＡＧＣ制御系が動作しない場合がある。この場合
は、励起光波長を最適励起波長に引き込むまでの間は利
得を低く設定しＡＧＣ動作を可能とし、その後、正規の
目標利得に設定し直す。

【００３１】次に、ＡＧＣ動作が行なわれている状態
で、半導体ＬＤの動作温度を変化させて、励起光損失が
最大となるよう温度制御を行なう。この制御系において
は励起光波長を動かしてみないと、最適励起波長に対す
る位置関係が判らない。そこで、ディッサにより温度を
微小量変動させその時の損失αの応答から制御方向を判
定し、制御を行なう。この結果、励起光波長は最適励起
波長に固定され、さらに利得も一定値に制御される。

【００３２】図１３は請求項６、７、８、１８及び１９
に基づく希土類添加ファイバ光増幅器の構成例を示す。
図１２を基本とし、出力信号電力を検出する手段を付与
し、出力信号電力を適当な時定数で積分しその時間平均
が一定となるように制御目標利得に帰還をかけている。
この結果、励起光波長は最適励起波長に固定され、さら
に出力信号電力も一定値に制御される。

【００３３】図１５に請求項１５、１６、１８及び１９
に基づく希土類添加ファイバ光増幅器の構成例を示す。
ＥＤＦはコイル状に巻かれその側面に光検出器を設置し
ている。この結果、光検出器の光電流Ｉｐは、図１３の
例と同様、近似的に自然放出光電力をファイバ長にわた
り積分した値に比例した値となり、利得Ｇの情報を与え
る。

【００３４】ＥＤＦへ入射された励起光電力、及び出力
信号光電力をモニタしＣＰＵへ入力している。励起光源
には半導体ＬＤを適用し駆動電流に帰還をかけて励起光
電力を制御し、動作温度を変えて励起波長を制御する構
成としている。外部から利得設定値を入力し、この値を
達成するように励起電力を調整し利得を一定（ＡＧＣ制
御）にする。ただし、励起光波長が大幅にずれていると
励起光電力には限界があるのでＡＧＣ制御系が動作しな
い場合がある。この場合は、励起光波長を最適励起波長
に引き込むまでの間は利得を低く設定しＡＧＣ動作を可
能とし、その後、正規の目標利得に設定し直す。

【００３５】ＣＰＵにより、最適励起光波長において利
得（最適利得）、入射信号電力（または出力信号電力）
および励起光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブ
ルあるいは関係式を参照して、利得に対して励起光電力
が最適励起電力よりも大きい場合、最適励起電力を目標
に半導体ＬＤの動作温度を変化させ励起光波長を制御す
る。この制御系においては励起光波長を動かしてみない
と、最適励起波長に対する位置関係が判らない。そこ
で、ディッサにより温度を微小量変動させその時の励起
光電力の応答から制御方向を判定し、制御を行なう。こ
の結果、励起光波長は最適励起波長に固定され、さらに
利得も一定値に制御される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば励
起光波長を希土類添加ファイバの最適励起波長に固定さ
せることができ、高効率で低雑音な光増幅器を実現する
ことが出来る。本発明の請求項１においては、励起光損
失、信号利得および励起光波長を関係づけたテーブルあ
るいは演算部を利用し、最適波長を目標に、励起光波長
を最適波長に固定することができる。

【００３７】本発明の請求項２においては、最適波長に
おける励起光損失、信号利得および励起光波長を関係づ
けたテーブルあるいは演算部を利用し、励起光の最適損
失を目標に励起光波長を制御し、最適波長に固定するこ
とができる。本構成に要求されるテーブルは請求項１よ
りも小さく実現が容易である。本発明の請求項３におい
ては、最適波長における励起光損失、信号利得および励
起光波長を関係づけたテーブルあるいは演算部を利用
し、最適利得を目標に励起光波長を制御し、最適波長に
固定することができる。本構成に要求されるテーブルは
請求項１よりも小さく実現が容易である。

【００３８】本発明の請求項４においては、励起光電力
に帰還をかけて出力電力を安定化させているので、励起
光波長の制御により出力信号電力が変動することはな
い。本発明の請求項５においては、入力信号電力が時間
的に安定している時に、励起光の損失が最大となるよう
に励起光の波長を制御する。このため、制御のためのテ
ーブルが不用で構成が簡単となる。

【００３９】本発明の請求項６においては、利得一定制
御の下で励起光の損失が最大となるように励起光の波長
を制御する。このため、制御のためのテーブルが不用で
構成が簡単となるとともに、入力信号が変動している場
合も波長制御が可能である。本発明の請求項７において
は請求項６を基本とし、出力信号電力を適当な時定数で
積分しその時間平均が一定となるように制御目標利得に
帰還をかけているので、励起光波長の制御により出力信
号電力が変動することはなく、信号のパターン効果等に
よる波形歪の防止される。

【００４０】本発明の請求項８においては請求項６、７
を基本とし、励起光源の出力を制御し利得安定化を図っ
ているので、構成が簡単である。本発明の請求項９にお
いては、入力信号電力が時間的に安定している時に、利
得を最大となるように励起光波長を制御している。この
ため、制御のためのテーブルが不用で構成が簡単とな
る。

【００４１】本発明の請求項１０においては、利得一定
制御が行なわれている状態で、入力信号電力あるいは出
力信号電力が時間的に安定している時に、励起光電力が
最小となるように励起光波長を制御している。このた
め、制御のためのテーブルが不用で構成が簡単となると
ともに、利得変動もない。本発明の請求項１１において
は、出力信号電力一定制御が行なわれている状態で、入
力信号電力が時間的に安定している時に、励起光電力が
最小となるように励起光波長を制御している。このた
め、制御のためのテーブルが不用で構成が簡単となると
ともに、出力信号電力の変動もない。

【００４２】本発明の請求項１２においては、請求項１
０を基本とし、の構成において、出力信号電力を適当な
時定数で積分しその時間平均が一定となるように制御目
標利得に帰還をかけているので、励起光波長の制御によ
り出力信号電力が変動することはなく、信号のパターン
効果等による波形歪が防止される。本発明の請求項１３
においては、最適励起光波長において利得（最適利
得）、入射信号電力（または出力信号電力）および励起
光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブルを参照
し、最適利得を目標に励起光波長を制御している。この
ため、入力信号が変動している場合も波長制御が可能で
ある。

【００４３】本発明の請求項（１４）においては、出力
信号電力一定制御が行なわれている状態で、最適励起光
波長における利得（最適利得）、入射信号電力（または
出力信号電力）および励起光電力（最適励起電力）を関
係づけるテーブルを参照し、最適励起電力を目標に励起
光波長を制御している。このため、入力信号が変動して
いる場合も波長制御が可能である。

【００４４】本発明の請求項１５においては、利得一定
制御が行なわれている状態で、最適励起光波長における
利得（最適利得）、入射信号電力（または出力信号電
力）および励起光電力（最適励起電力）を関係づけるテ
ーブルを参照し、最適励起電力を目標に励起光波長を制
御している。このため、入力信号が変動している場合も
波長制御が可能である。

【００４５】本発明の請求項１６においては請求項１５
を基本とし、利得制御の手段として励起光源の電力に帰
還をかけている。このため、装置構成が簡単となる。本
発明の請求項１７においては請求項１５を基本とし、出
力信号電力を適当な時定数で積分しその時間平均が一定
となるように制御目標利得に帰還をかけている。このた
め、入力信号が変動している場合も波長制御が可能であ
り、励起光波長の制御により出力信号電力が変動するこ
ともなく、信号のパターン効果等による波形歪も防止さ
れる。

【００４６】本発明の請求項１８においては請求項１〜
４、６〜１７を基本とし、増幅器の利得検出手段として
希土類添加ファイバの側面から放出される自然放出光を
利用している。このため、信号光の有無によらず利得を
モニタすることができ確実な制御を可能としている。本
発明の請求項１９においては請求項１〜１８を基本と
し、励起光源として半導体レーザを適用し、動作温度を
変化させて励起光波長を制御している。このため、装置
構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の対応図

【図２】請求項２の対応図

【図３】請求項３の対応図

【図４】請求項４の対応図

【図５】請求項５の対応図

【図６】請求項６の対応図

【図７】請求項７の対応図

【図８】請求項９の対応図

【図９】請求項１０の対応図

【図１０】請求項１３の対応図

【図１１】請求項１５の対応図

【図１２】第１の具体的実施例

【図１３】第２の具体的実施例

【図１４】第３の具体的実施例である。

【符号の説明】

１−−アイソレータ２−−波長多重合波器３−−エルビウム添加ファイバ等の希土類添加ファイバ４−−励起光モニタ５−−自然放出光モニタ６−−励起光源７−−駆動回路８−−ＣＰＵ９−−出力信号モニタ１０−−入力信号モニタ１１−−基準利得１２−−比較器１３−−利得算定回路１４−−温度制御素子ドライブ回路１５−−ディッサ信号発生回路１６−−温度制御素子１７−−初期利得設定回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光励起による希土類添加ファイバ光増幅器
において、信号の利得ならびに希土類添加ファイバを通
過する励起光の損失を測定する手段、さらに損失、利得
および励起光波長を関係づけたテーブルあるいは演算部
を有し、利得と損失から励起光波長を算出し、この励起
光波長が最適励起波長からずれている場合、励起光の波
長を最適励起波長を目標に制御することを特徴とする光
増幅器。
【請求項２】光励起による希土類添加ファイバ光増幅器
において、信号の利得ならびに希土類添加ファイバを通
過する励起光の損失を測定する手段、さらに最適励起光
波長において利得と損失（最適損失）を関係づけるテー
ブルあるいは演算部を有し、測定された損失が最適損失
よりも小さい場合に最適損失を目標に励起光波長を制御
すること、あるいは測定された利得が最適利得よりも小
さい場合に最適利得を目標に励起光波長を制御すること
を特徴とする光増幅器。
【請求項３】光励起による希土類添加ファイバ光増幅器
において、信号の利得ならびに希土類添加ファイバを通
過する励起光の損失を測定する手段、さらに最適励起光
波長において利得と損失（最適損失）を関係づけるテー
ブルあるいは演算部を有し、測定された利得が最適利得
よりも小さい場合に最適利得を目標に励起光波長を制御
することを特徴とする光増幅器。
【請求項４】請求項１、２の構成に入射信号電力あるい
は出力信号電力を検出する手段を付与し、励起光電力に
帰還をかけて出力信号電力を安定化させることを特徴と
する光増幅器
【請求項５】光励起による希土類添加ファイバ光増幅器
において、入射信号電力ならびに希土類添加ファイバを
通過する励起光の損失を測定する手段を有し、入力信号
電力が時間的に安定している時に、励起光の損失が最大
となるように励起光の波長を制御し、入力信号電力に時
間的変動がある時は、励起光波長制御動作を停止し停止
前の制御値を保持することを特徴とする光増幅器。
【請求項６】利得安定化制御された光励起による希土類
添加ファイバ光増幅器において、希土類添加ファイバを
通過する励起光の損失を測定する手段を有し、励起光の
損失が最大となるように励起光の波長を制御することを
特徴とする光増幅器。
【請求項７】請求項６の構成に入射信号電力あるいは出
力信号電力を検出する手段を付与し、出力信号電力を適
当な時定数で積分しその時間平均が一定となるように制
御目標利得に帰還をかけることを特徴とする光増幅器
【請求項８】請求項６、７において利得安定化の手段と
して励起光源の出力を制御することを特徴とする光増幅
器。
【請求項９】光励起による希土類添加ファイバ光増幅器
において、入射信号電力、信号の利得ならびに励起光電
力を測定する手段を備え、入力信号電力が時間的に安定
している時に、同一の励起光電力にたいして利得が最大
となるように励起光波長を制御し、入力信号電力に時間
的変動がある時は、励起光波長制御の動作を停止し停止
前の制御値を保持することを特徴とする光増幅器。
【請求項１０】利得一定制御された光励起による希土類
添加ファイバ光増幅器において、入射信号電力または出
力信号電力あるいは両者、信号の利得ならびに励起光電
力を測定する手段を備え、入力信号電力あるいは出力信
号電力が時間的に安定している時に、同一の利得に対し
て励起光電力が最小となるように励起光波長を制御し、
入力信号電力に時間的変動がある時は、励起光波長制御
の動作を停止し停止前の制御値を保持することを特徴と
する光増幅器。
【請求項１１】出力信号電力一定制御された光励起によ
る希土類添加ファイバ光増幅器において、入射信号電力
または出力信号電力あるいは両者、信号の利得ならびに
励起光電力を測定する手段を備え、入力信号電力が時間
的に安定している時に、励起光電力が最小となるように
励起光波長を制御し、入力信号電力に時間的変動がある
時は、励起光波長制御の動作を停止し停止前の制御値を
保持することを特徴とする光増幅器。
【請求項１２】請求項１０の構成において、出力信号電
力を適当な時定数で積分しその時間平均が一定となるよ
うに制御目標利得に帰還をかけることを特徴とする光増
幅器
【請求項１３】光励起による希土類添加ファイバ光増幅
器において、入射信号電力または出力信号電力あるいは
両者、信号の利得ならびに励起光電力を測定する手段、
さらに最適励起光波長において利得（最適利得）、入射
信号電力（または出力信号電力）および励起光電力（最
適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは演算部を有
し、励起電力が同一の最適励起波長よりも測定された利
得が小さい場合、最適利得を目標に励起光波長を制御す
ることを特徴とする光増幅器。
【請求項１４】出力信号電力一定制御された光励起によ
る希土類添加ファイバ光増幅器において、入射信号電力
または出力信号電力あるいは両者、信号の利得ならびに
励起光電力を測定する手段、さらに最適励起光波長にお
いて利得（最適利得）、入射信号電力（または出力信号
電力）および励起光電力（最適励起電力）を関係づける
テーブルあるいは演算部を有し、測定された利得に対し
て励起光電力が最適励起電力よりも大きい場合、最適励
起電力を目標に励起光波長を制御することを特徴とする
光増幅器。
【請求項１５】利得一定制御された光励起による希土類
添加ファイバ光増幅器において、入射信号電力または出
力信号電力あるいは両者、信号の利得ならびに励起光電
力を測定する手段、さらに最適励起光波長において利得
（最適利得）、入射信号電力（または出力信号電力）お
よび励起光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブル
あるいは演算部を有し、測定された利得に対して励起光
電力が最適励起電力よりも大きい場合、最適励起電力を
目標に励起光波長を制御することを特徴とする光増幅
器。
【請求項１６】請求項１５において利得が一定値となる
ように励起光源の電力に帰還をかけることを特徴とする
光増幅器。
【請求項１７】請求項１５の構成において、出力信号電
力を適当な時定数で積分しその時間平均が一定となるよ
うに制御目標利得に帰還をかけることを特徴とする光増
幅器。
【請求項１８】請求項１〜４、６〜１７において増幅器
の利得検出手段として希土類添加ファイバの側面から放
出される自然放出光を利用することを特徴とする光増幅
器。
【請求項１９】請求項１〜１８において増幅器の励起光
源として半導体レーザを適用し、動作温度を変化させて
励起光波長を制御することを特徴とする光増幅器。